HR-ICP-MS研究黄河三个连续区域段表层沉积物中重金属污染的空间分布和季节变化

采用高分辨电感耦合等离子体质谱(HR-ICP-MS) 和地积累指数法(I_geo) 对黄河甘肃、宁夏和内蒙古自治区连续三段表层沉积物中重金属(Cr,Pb,Cd,Cu,Zn 和 Ni)的空间分布和季节性波动(丰水期、枯水期和平水期) 以及污染状况进行系统研究分析,研究结果表明：内蒙古段三个季节中沉积物重金属含量都高于甘肃和宁夏段,同时,除Cd外,丰水期所有点的沉积物重金属含量都高于枯水期和平水期,而枯水期和平水期的重金属含量相近。I_geo结果显示丰、枯水期的Cd,Cu和Cr元素的I_geo值在内蒙古段最高,而在甘肃段最低;所有重金属的I_geo值在丰水期高于枯水期,除Cd外,都在平水期降低,而ICd_geo在平水期各采样点明显上升;丰水期的甘肃段、枯水期的甘肃和宁夏段以及平水期的所有采样点中的Pb,Zn和Ni的I_geo值都小于0,表明这些元素在这些点几乎无污染。就研究区域而言,内蒙古段的重金属含量以及生态风险最高,Cr,Cd和Cu是最具有潜在风险的三个元素;就研究季节而言,丰水期的重金属含量和潜在风险高于枯水期和平水期,可能是跟丰水期沉积物的pH和总有机碳(TOC)含量较高有关。相关性分析(CCA)用来探究重金属与pH/TOC间的关系以及重金属的潜在来源。CCA的结果表明Pb,Cu,Zn和Ni互相相关,并且这四种元素容易受到周围环境pH和TOC的影响,除此之外,Cr,Cd以及TOC 三者相关,且这两种元素受到人类活动影响较严重。该研究工作可为研究区域表层沉积物重金属在不同季节的环境行为提供有效的信息,同时,研究重金属、pH和TOC之间的相关性可有效揭示重金属的潜在来源。     

黄河上游水体中重金属分布特征及重金属污染指数研究

为了研究黄河上游地区水体中重金属含量分布特征及评价该区域重金属污染水平,分别于2014年4月(枯水期)和10月(平水期),在12个采样点采集了24个黄河表层水样。由电感耦合等离子质谱仪ICP-MS测量水样中As,Cd,Cr,Co,Cu,Mn,Ni,Pb和Zn的含量,并确定黄河上游水体中重金属分布特征和重金属污染指数。结果显示枯水期重金属的平均浓度顺序是：Cr(18.56 μg·L-1)>As(2.95 μg·L-1)>Ni(1.87 μg·L-1)>Mn(1.20 μg·L-1)>Cu(1.12 μg·L-1)>Zn(0.59 μg·L-1)>Pb(0.08 μg·L-1)>Cd(0.01 μg·L-1),平水期的重金属平均浓度顺序是：Mn(596.89 μg·L-1)>Zn(52.46 μg·L-1)>Cu(36.27 μg·L-1)>Ni(25.11 μg·L-1)>Cr(23.19 μg·L-1)>Pb(19.51 μg·L-1)>As(7.30 μg·L-1)>Cd(0.37 μg·L-1)。将重金属含量测定结果与中国和国际水质参考值以及同地区丰水期重金属含量数据进行了比较,结果显示Cr,Mn,Pb和Cu含量高于标准值。同时,用重金属污染指数(HPI)评估所有金属对整个水体的影响,结果表明各选点枯水期HPI值为6.46～11.95,平水期HPI为4.53～210.53。两个季节的重金属分布特征和HPI都显示了明显的季节性变化。研究结果表明黄河研究流域水体重金属含量及HPI均显示平水期重金属污染程度较枯水期高,可能与季节性生产及降水变化有关。研究结果可为相关部门制定环保政策提供可信的实验数据和理论依据。     

黄河上游水体中重金属分布特征及重金属污染指数研究（英文）

为了研究黄河上游地区水体中重金属含量分布特征及评价该区域重金属污染水平,分别于2014年4月(枯水期)和10月(平水期),在12个采样点采集了24个黄河表层水样。由电感耦合等离子质谱仪ICPMS测量水样中As,Cd,Cr,Co,Cu,Mn,Ni,Pb和Zn的含量,并确定黄河上游水体中重金属分布特征和重金属污染指数。结果显示枯水期重金属的平均浓度顺序是:Cr(18.56μg·L~(-1))As(2.95μg·L~(-1))Ni(1.87μg·L~(-1))Mn(1.20μg·L~(-1))Cu(1.12μg·L~(-1))Zn(0.59μg·L~(-1))Pb(0.08μg·L~(-1))Cd(0.01μg·L~(-1)),平水期的重金属平均浓度顺序是:Mn(596.89μg·L~(-1))Zn(52.46μg·L~(-1))Cu(36.2711μg·L~(-1))Ni(25.11μg·L~(-1))Cr(23.19μg·L~(-1))Pb(19.51μg·L~(-1))As(7.30μg·L~(-1))Cd(0.37μg·L~(-1))。将重金属含量测定结果与中国和国际水质参考值以及同地区丰水期重金属含量数据进行了比较,结果显示Cr,Mn,Pb和Cu含量高于标准值。同时,用重金属污染指数(HPI)评估所有金属对整个水体的影响,结果表明各选点枯水期HPI值为6.46~11.95,平水期HPI为4.53~210.53。两个季节的重金属分布特征和HPI都显示了明显的季节性变化。研究结果表明黄河研究流域水体重金属含量及HPI均显示平水期重金属污染程度较枯水期高,可能与季节性生产及降水变化有关。研究结果可为相关部门制定环保政策提供可信的实验数据和理论依据。     

HR-ICP-MS研究丰水期黄河甘宁蒙段表层沉积物中重金属的形态分析与污染评价

为连续、系统地研究不同年份丰水期黄河甘宁蒙段表层沉积物中重金属的含量、污染状况和潜在生态风险,在前期工作的基础上,采用三级四步提取法(BCR)和高分辨电感耦合等离子体质谱(HR-ICP-MS)对2012年丰水期黄河甘宁蒙段包头浮桥(S2)、石嘴山陶乐镇(S6)和乌金峡(S9)等10个采样点水体表层沉积物中Cd,Pb,Cr,Ni,Cu,V,Co,Zn和Mn九种重金属元素进行含量测定和形态分析,并对重金属元素的污染作出评价。结果表明：各重金属元素在每个采样点分布趋势相同,平均含量顺序依次为：Mn＞V＞Zn＞Cr＞Cu＞Ni＞Pb＞Co＞Cd;表层沉积物中重金属主要以残渣态形式存在,表明重金属的生物有效性低,对环境影响较小;地积累指数法 (I_geo) 的评价结果显示Cd元素的I_geo值最高,对环境污染程度较高,其余元素对环境影响较小,其中Mn元素影响最小;富集因子法(EF)评价结果表明,Cd和Cu元素在某些采样点表现为显著富集,尤其是Cd在S5点处EF值高达4.69,表明该点处Cd受人类活动影响较为明显,其余元素均为非富集元素,这与I_geo评价结果吻合;潜在生态风险指数法(RI)表明,黄河甘宁蒙段S1,S2和S5点的RI值在150~300之间,为中等危害范畴,其余各采样点RI值均小于150,为轻微危害。研究结果为相关部门提供可信的实验数据和理论依据,也为建立该河段泥沙-污染物输移数学模型和系统研究持久性有毒污染物迁移转化规律及环境评价提供技术支撑。     

黄河甘宁蒙段重金属及其生态风险研究

黄河是中国西北地区最重要的水源,为了研究黄河上游甘宁蒙段水体的重金属含量及其潜在生态风险,本文分别使用AFS和HR-ICP-MS对黄河甘宁蒙段12个采样点过滤水和悬浮物中As,Hg,Cd,Pb,Cr,Ni,Cu 和 Zn等重金属元素的含量进行了测定。结果表明：各采样点过滤水中,除Cr (56.9~71.5 μg·L-1)外,其他重金属元素的含量均低于饮用水水质标准限值。TN,TP和 pH等水质参数的测定结果显示,除 S1 (2.48) 和 S9 (2.38)采样点的TN超过国家地表水环境质量标准第Ⅴ类标准外,其他各采样点参数值均较低。悬浮物中,Hg,Cd,Pb 和Zn的含量均高于各采样点所在地区相应元素土壤背景值。聚类分析结果显示Ni,Cu,Cr,Zn和Pb有相同污染来源,主要来源于不锈钢产业和石油产业;As,Cd和Hg三种重金属元素的来源各不相同,主要可能来自于农药,化肥,采矿和燃料以及煤的燃烧。应用RI和Er对各采样点以及单个重金属元素的潜在生态风险进行了评价。结果显示,除S1采样点为中度生态风险外,其他采样点均为显著生态风险(300.6 < RI < 508.6),Er指数显示Hg在内蒙段为显著-高生态风险,Cd在S11 (396.0), S9 (384.0) 和 S5 (373.3)采样点为极高风险,说明Hg和Cd在这些采样点污染较为严重。以上研究结果可以为相关部门提供可靠的实验数据和理论依据。     

温州河网沉积物中重金属分布特征与污染评价

为了调查温州河网沉积物中重金属的分布特征与污染程度,共采集了29个样,用AFS-9230原子荧光光度计和ICP-OES全谱直读电感耦合等离子发射光谱法测定样品中重金属元素含量,克里格插值图反映重金属元素的空间分布,根据内梅罗指数法建立综合地累积指数进行污染评价,利用Pearson系数法,主成分分析法进行源分析。结果表明：在不同样点重金属含量差异明显,其中Cd和Zn含量最高点为主河道城市与工业集中区,As,Pb,Hg,Cu,Ni,Cr含量最高点为机械工业园区,沉积物受到Hg,Cd,Cu,Zn,Ni和Cr污染,区域污染程度机械工业园＞主河道城市区＞三垟湿地区＞城市周边区＞水源地区,Hg,Cd,Cu,Zn,Ni和Cr具有相似的源,且以人为源为主。     

黄河甘宁蒙段表层沉积物中重金属元素含量及其形态分析

到目前为止,关于水环境中重金属浓度和形态分布的研究有许多报道。但是关于黄河上游,特别是对黄河甘宁蒙段区域重金属的研究报道仍需进一步深入。在相关研究工作的基础上,使用HR-ICP-MS和BCR连续提取法主要对2011年丰水期黄河甘宁蒙段12个采样点表层沉积物Cd,Pb,Cr,V,Co,Ni,Cu和Zn重金属元素的含量,形态和潜在风险进行测定与分析。结果表明：所有采样点各重金属元素含量顺序相同：Cr>V>Zn>Cu>Ni>Pb>Co>Cd,与各采样点所在区域土壤中背景值相比,S5采样点Cd元素的含量水平最高(1.30 μg·g-1) 约为背景值(0.103 μg·g-1)的13倍。通过I_geo对重金属进行污染评价,结果显示S5采样点Cd元素为强污染水平(I_geo=3.08),内蒙古段四个采样点(S1—S4)Cd表现为中强度污染水平,I_geo位于2.02~2.90之间;此外,富集因子(EF)评价结果发现,研究区域表层沉积物中八种重金属均受到人为活动的污染。根据潜在生态风险指数(RI)结果,S5和S3采样点为高生态风险,其他采样点为中等生态风险。BCR连续提取法结果显示Cd的有效性最高,其次为Co和Ni,V和Cr有效性最低。根据形态分析风险评估准则 (RAC),Cd在S1—S4采样点有高风险,在S5采样点有很高风险;而对于Ni和Co来说,12个采样点中均表现为中等风险。研究结果和结论可为相关政府部门提供重要的研究信息。     

黄河甘宁蒙段表层沉积物中重金属元素含量及其形态分析（英文）

到目前为止,关于水环境中重金属浓度和形态分布的研究有许多报道。但是关于黄河上游,特别是对黄河甘宁蒙段区域重金属的研究报道仍需进一步深入。在相关研究工作的基础上,使用HR-ICP-MS和BCR连续提取法主要对2011年丰水期黄河甘宁蒙段12个采样点表层沉积物Cd,Pb,Cr,V,Co,Ni,Cu和Zn重金属元素的含量,形态和潜在风险进行测定与分析。结果表明:所有采样点各重金属元素含量顺序相同:CrVZnCuNiPbCoCd,与各采样点所在区域土壤中背景值相比,S5采样点Cd元素的含量水平最高(1.30μg·g-1)约为背景值(0.103μg·g-1)的13倍。通过Igeo对重金属进行污染评价,结果显示S5采样点Cd元素为强污染水平(Igeo=3.08),内蒙古段四个采样点(S1—S4)Cd表现为中强度污染水平,Igeo位于2.02~2.90之间;此外,富集因子(EF)评价结果发现,研究区域表层沉积物中八种重金属均受到人为活动的污染。根据潜在生态风险指数(RI)结果,S5和S3采样点为高生态风险,其他采样点为中等生态风险。BCR连续提取法结果显示Cd的有效性最高,其次为Co和Ni,V和Cr有效性最低。根据形态分析风险评估准则(RAC),Cd在S1—S4采样点有高风险,在S5采样点有很高风险;而对于Ni和Co来说,12个采样点中均表现为中等风险。研究结果和结论可为相关政府部门提供重要的研究信息。     

ICP-MS研究太湖过滤水和表层沉积物中重金属的含量水平及污染评价

采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)对太湖22个采样点过滤水和18个采样点表层沉积物中镉(Cd)、铬(Cr)、铜(Cu)、镍(Ni)、铅(Pb)和锌(Zn)六种重金属元素含量进行测定。同时,采用单因子指数法(I_i)、内梅罗综合指数法(I)、地质累积指数法(I_geo)、潜在生态风险指数法(RI)和平均可能影响浓度商法(mPEC-Q)分别对过滤水和表层沉积物进行了污染评价。结果表明, 除S₃,S₄,S₂₀,S₂₂采样点外过滤水中Cu,Ni和Zn元素含量最高。其重金属平均含量水平大小排序为：Zn>Ni>Cu>Cr>Cd>Pb。研究区域的I_i和I值均小于1, 表明所有采样点五种重金属元素(Ni无标准限值)均处于清洁状态。而在表层沉积物中六种元素含量均超过当地背景值, 其平均含量大小排序为：Zn>Cr>Pb>Ni>Cu>Cd, 其中S₁₂采样点(渔民生态园)六种元素含量最高,且它们具有最大的I_geo,RI(327)和mPEC-Q(0.605),表明沉积物存在不同程度的污染。源分析的结果表明, 六种重金属具有较大的相关性,且Cd,Cu,Pb和Zn受电镀、冶炼工业生产及农业活动中化肥使用的影响较大。研究结果对追溯太湖重金属来源、迁移规律、生物效应和综合治理提供可信的实验依据。     

农村水塘底泥重金属来源及潜在生态风险评价

对安徽泗县农村水塘底泥中7种重金属元素Cr、Mn、Cu、Zn、As、Pb和Fe的含量进行了实验测定及来源分析,并利用潜在生态危害指数法对底泥重金属污染的潜在生态风险进行了评价.结果表明:Mn、Cu、Zn和As的平均含量均超出安徽省土壤背景值,而Cr、Pb和Fe的平均含量则低于背景值;Cr、Fe和Pb主要来源于自然成土因素,As和Mn主要来自板材加工等企业的污染排放以及含As养殖饲料的使用,而Cu和Zn主要来自于交通源;底泥重金属污染属于中等潜在生态危害水平,其中As、Cu的潜在生态风险最高.     

通辽地区污灌区土壤重金属污染状况的调查与评价

对内蒙古东部通辽市污水灌溉区的土壤进行了采样,用电感耦合等离子体-质谱法(ICP-MS)分析了土壤中Cu、Zn、Pb、Cr、Cd 5种元素的含量.根据GB15618-1995土壤环境质量标准对检测结果进行了单因子分析与评价,结果表明,调查区内重金属元素污染较轻,只有孔家区Cr、Cd的含量超标.     

ICP-AES测定7种花茶中8种微量元素的含量和溶出率

采用微波消解样品,电感耦合等离子体-原子发射光谱法测定了金银花、玫瑰茄、玉蝴蝶、仙人草、菊花、薰衣草、腊梅等7种花茶中Fe、Mn、Cu、Zn、Ni、Cr、Cd和Pb等元素的含量及其溶出率。结果表明,花茶中Fe含量较高,重金属Cr、Cd和Pb含量普遍较低,花茶中Cu、Zn、Mn和Ni的溶出率相对较高,Fe的溶出率较低,有害的重金属Cd、Pb和Cr的溶出率很低,此测定结果可为探讨花茶的保健作用与微量元素的相关性提供科学数据。     

AAS测定紫皮石斛中5种重金属元素的含量

对天然紫皮石斛(Dendrobium devoninum Paxt.)根和茎中Cr、Cd、Pb、Hg、Cu 5种重金属元素的含量进行了测定,旨在为该资源的药(食)利用提供基础数据.利用干法灰化处理样品,采用原子吸收光谱法(AAS)分别测定紫皮石斛根和茎中Cr、Cd、Pb、Hg、Cu 5种重金属元素的含量.根中Cr、Hg和Cu 3种元素含量分别为122.8043士39.02、311.5152士24.28、0.2890士0.19mg·kg-1,相对标准偏差(RSD)在3.20％-14.07％之间;茎中Cr、Hg和Cu 3种元素的含量分别为139.3997士14.72、276.0101士45.61、0.2854士0.29mg·kg-1,相对标准偏差(RSD)在4.83％-10.99％之间;根和茎中均未检出Cd、Pb两种元素,可能与地球化学背景有关.与人工种植石斛中重金属元素含量相比,Cr、Hg两种元素含量相对较高,Cu元素含量较低.本法操作简便,重复性好,测定结果满意.     

微波消解-火焰原子吸收光谱法测定钢铁厂废旧除尘布袋中重金属

采用微波消解—火焰原子吸收光谱法(FAAS)测定某钢铁公司五种废旧除尘布袋中Cu,Zn,Pb,Cd,Cr,Ni六种重金属元素总量,在国内首次研究了六种消解酸体系对废旧除尘布袋样品中重金属的消解效果。该方法的相对标准偏差(RSD)为1.02%～4.35%,平均回收率为87.7%～105.6%。研究表明,该方法操作简便、快速、准确、重复性好,适合于废旧除尘布袋中重金属含量的测定。试验分析结果表明,应根据不同布袋的特性差异,采用不同的消解体系;不同工序废旧除尘布袋样品中重金属含量差异较大,其中Pb、Zn元素含量最高,Cu,Ni,Cd,Cr等元素的含量相对较低。该测定结果为废旧除尘布袋的进一步处理处置研究提供了科学依据。     

便携式X射线荧光光谱仪快速监测重金属土壤环境质量

便携式X射线荧光光谱仪(PXRF)作为一种新型快速测试手段具有突出的应用前景,但也存在检测范围和检测限的局限,为此本文研究PXRF仪器在快速监测土壤环境质量中Cr,Ni,Cu,Zn,Pb,Cd,As和Hg等8种重金属元素的适用性,筛选仪器可检测元素,评价检测结果准确度。具体方法是使用仪器测试重金属污染土壤样品,测试结果与电感耦合等离子体质谱分析方法(ICP-MS)测试值进行对比,评判检测结果精密度,建立PXRF仪器测试值与ICP-MS仪器测试值的线性回归关系。结果表明：(1)在监测重金属土壤环境质量时,PXRF仪器可用于检测土壤中Pb,Zn,Cr和Cu含量,但不适于检测Ni,Cd,As和Hg含量。(2)Pb和Zn测试值稍低于ICP-MS测试值,Cu偏高,而Cr过高;PXRF仪器测试值需要参照标准分析方法进行线性校正。研究结论为：便携式X射线荧光光谱仪适用于Pb,Zn,Cr和Cu等4种重金属的土壤环境质量监测,是一种简单快速、准确可靠的低成本土壤重金属分析手段。该研究的创新之处是合理规避PXRF仪器的缺点,将仪器应用于土壤环境质量监测,提高了测试结果应用价值。     

微波消解-ICP-AES测定鄱阳湖流域沉积物中微量元素

为了研究鄱阳湖沉积物中微量元素近几年来随季节、年度及沿程的变化情况,对2003年和2005年不同季节采集的鄱阳湖流域各采样点底泥进行了ICP-AES测定.结果表明,鄱阳湖沉积物中各元素的含量随着季节和年度变化而发生一定改变,枯水期普遍大于丰水期;南矶山2005年Cu和Pb含量较2003年有所降低;蔡家湾则与南矶山相反;姚公渡2005年Cu含量也较2003年低,Pb含量则高于2003年;与鄱阳湖流域底泥背景值相比,所测几个样点的Cu,Pb,Cr和Zn含量均在一定程度上超标;除大坞河外,其余各样点As含量均在背景值范围内;从饶河到鄱阳湖入湖口处,各元素含量呈逐渐降低趋势.文章提出的研究方法操作简便,效率高,劳动强度低.     

火焰原子吸收光谱法测定淮河沉积物中的重金属元素

采用盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸处理沉积物样品,火焰原子吸收光谱法测定其中Pb、Cd、Cu、Cr和Zn 5种重金属元素的含量,研究了测定不同元素的仪器最佳工作条件,方法的准确性和精密度.结果表明,该方法的加标回收率为97.69％-102.25％,相对标准偏差为0.14％-3.08％ (n=6),测定方法简单易行,结果准确可靠.     

三峡库区万州段消落带土壤重金属形态风险评价

为了分析三峡库区消落带土壤重金属不同的化学形态危害,采集万州段8个断面的样品,通过化学连续提取法得到5种重金属Cd、Cr、Cu、Pb和Zn的5种化学形态,采用多维主成分分析方法的Tucker3模型进行评价,结果表明:在支流上游生态环境压力较大的背景下,支流和长江干流汇合区的消落带土壤重金属污染相对严重,仅Cr不超标,Cd超标最大;重金属的5种化学形态中,残渣态所占的比例最高.仅有Cd和Pb的铁锰氧化物结合态含量较高,具有较大的潜在生态风险,同时,Cd的可交换态和碳酸盐结合态含量最大,污染风险最大,是三峡库区消落带土壤中首要的污染元素.Tucker3模型可以展示采样断面、重金属种类、化学形态三个维度之间的相关性强弱,具有较好的应用前景.     

染发对头发中重金属含量的影响

化妆品和染发剂是重金属的污染源之一。应用ICP-MS对经常染发的人群头发中的重金属含量与不染发人群作了比较。结果显示,长期染发对头发中的重金属含量有明显影响,但是不同重金属变化不同。染发人群头发中重金属Mn,Fe,Ni,Cu,Cd和Sb含量明显增加,As,Cr,Zn,Ag,Pb和 Hg等重金属含量却明显减少。分析上述结果的原因可能是染发剂中含Mn,Fe,Ni,Cu,Cd和Sb偏多,含As,Cr,Zn,Ag,Pb和Hg等重金属少,而经常染发有可能影响人体对重金属As,Cr,Zn,Ag,Pb和Hg的代谢。     

清热解毒类中成药中重金属含量的测定及评价

建立了微波消解电感耦合等离子体-原子发射光谱法(ICP-AES)测定中成药中Cu、Pb、Cd和Cr重金属含量的方法,并用该法测定了14种清热解毒类中成药中Cu、Pb、Cd和Cr等重金属的含量,并对中成药中重金属的污染状况进行了评价。方法的加标回收率为96.7%—108.0%,相对标准偏差(RSD)值小于5.4%。实验结果表明,中成药中Cr和Cd污染严重,没有被Cu和Pb污染。